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WO2024223686A1 - Axial flux machine - Google Patents

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Info

Publication number
WO2024223686A1
WO2024223686A1 PCT/EP2024/061285 EP2024061285W WO2024223686A1 WO 2024223686 A1 WO2024223686 A1 WO 2024223686A1 EP 2024061285 W EP2024061285 W EP 2024061285W WO 2024223686 A1 WO2024223686 A1 WO 2024223686A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
stator yoke
stator
yoke element
flux machine
machine according
Prior art date
Application number
PCT/EP2024/061285
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dietmar Andessner
Hannes Kurz
Bernhard Egger
Original Assignee
Miba Emobility Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miba Emobility Gmbh filed Critical Miba Emobility Gmbh
Publication of WO2024223686A1 publication Critical patent/WO2024223686A1/en

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/182—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to stators axially facing the rotor, i.e. with axial or conical air gap
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2793—Rotors axially facing stators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/102—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with friction brakes

Definitions

  • the invention relates to an electrical axial flux machine with at least one disk-shaped stator with a stator yoke and at least one rotor which is mounted so as to be rotatable about an axis relative to the stator and is arranged in the axial direction next to the stator and is equipped with permanent magnets to generate a magnetic flux.
  • Axial flux machines are known from various publications in the prior art.
  • the publication WO2022099344Al shows various configurations of these electrical machines.
  • the publication DE102019216861 Al also shows a stator with a plurality of stator teeth and a first stator yoke, wherein the stator teeth and the first stator yoke are permanently connected to one another by laser welding.
  • JP4215361B2 describes that the motor exerts a magnetic force with the help of which forces of a compressor can be compensated.
  • US20200343788A1 also shows an electric motor with a friction element, wherein the friction element is actuated via magnetic forces. In the embodiment shown, however, another element with an electromagnet is used to achieve this effect.
  • an electrical axial flux machine is provided with at least one disk-shaped stator with a stator yoke.
  • the stator yoke has one or more stator teeth and electrical windings around the stator teeth.
  • at least one rotor is provided which is mounted so as to be rotatable about an axis relative to the stator and is arranged axially next to the stator and is equipped with permanent magnets to generate a magnetic flux.
  • the stator yoke is designed in two parts and has a first axially fixed relative to the rotor mounted first stator yoke element and a second stator yoke element movably mounted relative to the first fixed stator yoke element.
  • a reset element is provided for resetting the movably mounted second stator yoke element, wherein the second stator yoke element can be moved away from an initial position by a magnetic force in the axial direction and back into the initial position via the reset element.
  • an electrical axial flux machine is provided with at least one disk-shaped stator with a stator yoke. Furthermore, at least one rotor is provided which is mounted so as to be rotatable about an axis relative to the stator and is arranged axially next to the stator and is equipped with permanent magnets to generate a magnetic flux.
  • the stator yoke is designed in two parts, a first stator yoke element mounted axially fixed relative to the rotor and a second stator yoke element mounted so as to be movable relative to the first fixed stator yoke element.
  • the first stator yoke element has one or more stator teeth and electrical windings around the stator teeth.
  • the first stator yoke element and the second stator yoke element are arranged axially adjacent.
  • the second stator yoke element is arranged further away from the rotor relative to the first stator yoke element.
  • a reset element is also provided for resetting the movably mounted stator yoke element. The second stator yoke element can be moved away from a starting position in the axial direction by a magnetic force of the first stator yoke element and can be moved back to the starting position via the reset element.
  • “Axially adjacent” means that the first stator yoke element and the second stator yoke element are arranged axially close enough to one another so that the second stator yoke element can be moved by a magnetic force of the first stator yoke element.
  • the magnetic force of the first stator yoke element is generated by energizing the windings of the first stator yoke element, the second stator yoke element should be able to be moved using a current that is customary in the application.
  • “axially adjacent” means that in the air gap of variable size between the first and second stator yoke elements, with the exception of a reset element and, if present, mechanical stops, there are no other elements.
  • the reset element can also be arranged in a different position.
  • the size of the air gap is variable because the second stator yoke element is arranged to be movable and the distance between the first and second stator yoke elements can be changed by moving the second stator yoke element.
  • the variable-size air gap can also have a size of 0 mm, depending on the end position of the second stator yoke element; in this case, the first and second stator yokes can also be in direct contact with one another.
  • the starting position and the end position of the second stator yoke element are fixed by means of corresponding mechanical stops; such a stop for the end position of the second stator yoke element can also be the first stator yoke element.
  • the size of the air gap is variable because the size of the air gap differs depending on whether the second stator yoke is in the starting position or in the end position. In this preferred embodiment, however, it is not provided that the second stator yoke element assumes an intermediate position between the starting position and the end position, except to move between the starting position and the end position.
  • the first and second stator yoke elements are located on the same side of the rotor.
  • the second stator yoke element is arranged further away from the rotor than the first stator yoke element.
  • the first stator yoke element or the return path of the first stator yoke element has a first yoke thickness and the second stator yoke element has a second yoke thickness.
  • the yoke thickness refers to the thickness of the respective return path.
  • the second stator yoke element has no stator teeth or no electrical winding and consists only of a magnetic return path.
  • the second stator yoke element which is movably mounted relative to the first fixed stator yoke element, can also be rotatably mounted. This is advantageous, for example, if the movement of the second stator yoke element, a clutch is actuated. In this case, it can be particularly advantageous if the air gap is not completely closed by the movement of the second stator yoke element, since this can prevent sliding losses between the first and second stator yoke elements.
  • actuators are often provided that actuate downstream and/or upstream systems. Examples of such systems are clutches, brakes, transmissions of all kinds, for example manual transmissions. In these cases, the expert will use shift actuators known from the prior art. Such shift actuators require sufficient space and make the drive train more expensive.
  • the proposed solution proposes a technically simple and very efficient solution. If the stator yoke of an axial flux machine is designed in two parts with an air gap, for example, an axial force is exerted on the yoke that is no longer permanently connected. In the axial flux machine according to the invention, this is the second stator yoke element.
  • This force can be adjusted by the ratio of the yoke thicknesses and/or by adapting the design of the yoke.
  • the axial flux machine according to the invention it is therefore possible to also take on the function of such a shift actuator via the movement of the second stator yoke element.
  • the axial flux machine according to the invention could be used to decouple the axial flux machine from the drive train when the winding is de-energized via the movement of the second stator yoke element. This could, for example, prevent the drag losses caused by the axial flux machine.
  • the actuation of brakes and gears of all kinds is also conceivable.
  • a decisive advantage of the embodiment mentioned is that no second or further electromagnet is required to deflect the movably mounted stator yoke element; instead, the deflection is achieved via the first fixed stator yoke element and its electrical winding.
  • Parameters for the technical design include the mechanical strength of the stator, the possible mechanical manufacture of the stator yoke, the provision of holes in the yoke to adjust the magnetic flux while at the same time achieving sufficient rigidity of the stator yoke.
  • the first stator yoke element is designed such that, when the windings of the axial flux machine are energized, a resulting axial force acts on the second stator yoke element so that it can be deflected from the starting position to an end position.
  • the first stator yoke element has a yoke and suitable flux barriers for disrupting the magnetic flux are provided in the region of the yoke between the stator teeth.
  • the flow barriers are at least partially formed by recesses, for example bores.
  • flow barriers can also be formed by welds.
  • the flow barriers and reset elements can be dimensioned such that a monostable or bistable behavior exists at the end points.
  • the return path of the first stator yoke element has a specific first yoke thickness and the second stator yoke element has a specific second yoke thickness.
  • the magnetic force and reset element are designed in such a way that a monostable switching behavior arises.
  • the magnetic force is designed via the design of the first yoke thickness of the first stator yoke element and the second yoke thickness of the second stator yoke element and the size of the air gap and, if present, via the design of the flux barriers. Other options for designing the magnetic force known to those skilled in the art can also be used.
  • Monostable switching behavior means that when the flow of the winding of the first stator yoke element ends, the second stator yoke element is moved back to the starting position by the reset element.
  • a bistable switching behavior can also be set.
  • the measures already mentioned can be used to design the magnetic force and the reset element.
  • the flux barrier and/or the reset element can, for example, be designed in such a way that the second stator yoke element is held in a stable position in the end position, adjacent to the first stator yoke element, by the permanent magnets of the rotor.
  • the magnetic flux By suitably energizing the coils of the first stator yoke element, it is possible to control the magnetic flux in such a way that the magnetic force acting on the second stator yoke element is weakened and the second stator yoke element is thus moved or forced into the starting position or first position by the reset element.
  • the starting position of the second stator yoke element has a greater axial distance of the second stator yoke element from the first stator yoke element than the end position.
  • the return element comprises a mechanical element, for example a spring, and/or a pneumatic and/or a hydraulic element.
  • the return element is arranged in the region of the air gap.
  • At least one mechanical stop is/are provided for the second stator yoke element to limit the movement of the second stator yoke element in the axial direction relative to the first stator yoke element to define the starting position and/or the end position.
  • a mechanical stop is understood to mean in particular a mechanical element that determines the starting position or the end position of the second stator yoke element. This can be achieved, for example, by special designs of the rotor shaft. However, all solutions known to those skilled in the art for providing such mechanical stops are also conceivable.
  • a mechanical stop can also prevent the air gap of variable size from closing completely, or prevent the first and second stator yoke elements from being in direct contact with one another. This can be particularly advantageous if the second stator yoke element is rotatably mounted relative to the first stator yoke element.
  • the first and/or the second stator yoke element is at least partially made of electrical steel and/or SMC.
  • the rotor has a rotor yoke.
  • a return element is provided on the side of the rotor facing away from the stator in the axial direction, axially spaced from the rotor. This can be particularly advantageous in order to compensate for axial forces acting on the rotor. To achieve this, it may also be advantageous to attach the axially spaced return element to a motor housing.
  • the second static yoke element is part of a drive device as a mechanical actuator.
  • a drive device means an electric drive train or a drive application with electric motors, with downstream and/or upstream systems being provided in addition to the electric motor, such as clutches, brakes or transmissions of all kinds.
  • downstream and/or upstream systems can be actuated by the movement of the second static yoke element.
  • an actuation element is located axially adjacent to the second stator yoke element, which is actuated by the second stator yoke element or its movement is actuated.
  • Such an actuation element can be a clutch, brake or gear of any kind.
  • the actuation element is arranged in such a way that it is actuated by the second stator yoke element when it is in the starting position or is moved away from the starting position.
  • Such an actuation could, for example, be a decoupling from the drive train via a clutch.
  • Other actuations corresponding to the actuation elements mentioned are also conceivable.
  • Fig. 1 is a general schematic view of an axial flow machine
  • Fig. 2 is another general schematic view of an axial flow machine
  • Fig. 3 is a schematic view of a detail of a stator of an axial flow machine
  • Fig. 4 is a schematic view of an axial flow machine with a second stator yoke in a first position
  • Fig. 5 is a schematic view of an axial flow machine with a second stator yoke in a second position
  • Fig. 6 is a schematic view of an axial flow machine with a second stator yoke in a detailed view
  • Figures 1 to 3 show an exemplary embodiment of an axial flow machine; the features shown are not limiting for the scope of protection.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of an axial flow machine 1 comprising at least one stator 2 and at least one rotor 3. According to other possible embodiments (not shown), arrangements with several rotors are possible, between which, for example, a stator is arranged in each case.
  • Magnets 4 for example permanent magnets, are arranged on the rotor 3 or the rotors 3.
  • the at least one stator 2 and the at least one rotor 3 can be arranged in an optionally present motor housing 5, as indicated by dashed lines in Fig. 1.
  • FIG. 2 shows a variant of the axial flow machine 1 in which only one rotor 3 is arranged.
  • the rotor 3 is arranged - viewed in the axial direction - between two stators 2 that are designed according to the invention.
  • the rotor 3 is equipped with several magnets 4 (permanent magnets) on both sides.
  • the two stators 2 are arranged so that Return elements or a stator yoke are each arranged on the side of the stator 2 facing away from the rotor 3.
  • Fig. 3 shows a further possible embodiment of a stator 2 for an axial flow machine 1.
  • the stator 2 has a plurality of stator teeth 7.
  • the stator teeth 7 each have a tooth body 8.
  • the stator teeth 7 have opposite end sections in an axial direction 9, which form a tooth head and a tooth root.
  • the stator teeth 7 are each wound with a coil winding 10 (only indicated schematically in Fig. 3).
  • the tooth bodies 8 lie in the axial direction 9 on a, in particular plate-shaped, return element 11 or are at least partially inserted into the return element 11, for which purpose the return element has corresponding recesses in which the tooth bodies 8 are preferably received in a form-fitting manner.
  • the return element 11 is preferably formed in one piece.
  • the return element 11 is preferably formed in one piece with the stator teeth 7.
  • the return element 11 is wound from an electrical sheet.
  • an electrical insulation (not shown in more detail) is arranged at least between the coil winding 10 and the tooth body 8.
  • the number of stator teeth 7 shown in the figures is not to be understood as limiting. Rather, their number depends on the respective circumstances in the use of the stator 2 or the axial flux machine 1 according to the desired performance characteristics of the application.
  • stator teeth 7 are evenly distributed over the circumference of the stator 2. In particular, viewed in the direction of the axial direction 9, they have an at least approximately trapezoidal cross-sectional area.
  • The, in particular ring-shaped, return element 11 of the stator 2 can be made of a material that is customary for this purpose.
  • the stator teeth can be designed as one piece or in one piece with the stator return element 11, which is also referred to by those skilled in the art as a stator yoke.
  • Fig. 4 shows an arrangement of an axial flux machine. The parts of the axial flux machine are shown in a schematic side view for the sake of clarity. The variant of the axial flux motor shown is also referred to as a "single stator axial flux" variant.
  • a stator 13 is provided as part of the axial flux machine, which is suitably installed, for example by screwing it to a housing (not shown).
  • a rotor 15 is also provided, which is arranged opposite the stator on one side.
  • a first gap 14 is provided between stator 13 and rotor 15.
  • Rotor 15 is connected in a rotationally fixed manner to a rotor shaft 18.
  • Rotor shaft 18 is suitably rotatable about an axis of rotation 25, for example in a housing (not shown), and has an output end 26 that can be used to drive other components.
  • stator 13 On the side of the stator facing away from the rotor, a further or second stator yoke 17 is provided.
  • This second stator yoke 17 is spaced apart from the first stator yoke (as part of the stator 13) and is mounted so that it can move axially (not shown in detail).
  • this mounting is implemented via a longitudinal bearing on the shaft 18, so that the second stator yoke can be moved.
  • the stator yoke is made, for example, from a ferromagnetic material or has a magnetic and/or ferromagnetic component. In this way, it is possible for the second stator yoke to be magnetically attracted when the axial flux machine is operating magnetically, i.e. the axial distance between the first stator yoke 13 and the second stator yoke 17 and thus the size of the air gap 31 is reduced.
  • a reset element 23 counteracts this movement. This reset element 23 attempts to reset the second stator yoke 17 to a starting position or to hold it there. The starting position is a position in which the second stator yoke 17 rests when the axial flux machine is not magnetically active.
  • the reset element 23 can be designed in the simplest form as a spring or as a pair of springs. Pneumatic and/or hydraulic reset elements are also conceivable.
  • FIG. 5 the device in Fig. 4 is shown, with the gap between the first stator yoke/stator 13 and the second stator yoke 17 closed. This corresponds to the maximum movement path. However, complete closure is not absolutely necessary, The movement can also be stopped/limited by a stop and a residual gap remains, for example.
  • the attraction of the second stator yoke 17 compresses the return elements/springs 23. After the axial flow machine is switched off, the second stator yoke 17 would be moved back into the position shown in Fig. 4 by the spring forces.
  • Fig. 6 shows further details of a possible embodiment schematically.
  • the rotor 15 with the rotor yoke 16 can be seen, as well as the permanent magnets 24 integrated in the rotor.
  • the stator 13 and, as part of it, the stator teeth 27, the windings 28 around the stator teeth 28 and the first stator yoke 29 can also be seen.
  • the first yoke thickness 32 of the first stator yoke 29 is also shown. In the drawing, only one stator tooth and one electrical winding are referenced for the sake of clarity.
  • a second stator yoke 17 with a second yoke thickness 33 is also shown.
  • this second stator yoke 17 is attracted to the first stator yoke 29 by magnetic attraction and is removed from the first stator yoke 29 again by a suitable return element (not shown), for example a spring mechanism.
  • a suitable return element for example a spring mechanism.
  • the magnetic flux in the first stator yoke 29 must be disrupted. Otherwise, the first stator yoke would have to be made very thin, which would be disadvantageous in terms of the mechanical structure.
  • Magnetic flux barriers ensure that there is no complete magnetic return via the first stator yoke and thus magnetic field lines also reach the second stator yoke 17 and thus a magnetic attractive force acts on the second stator yoke 17.
  • such magnetic flux barriers 30 are designed as holes in the first stator yoke 29. Ideally, these are arranged between the windings. Other forms of flux barriers are also possible.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

The invention relates to an electric axial flux machine comprising: at least one disc-shaped stator having a stator yoke; and at least one rotor which is mounted rotatably about an axis relative to the stator, is arranged next to the stator in the axial direction, and is equipped with permanent magnets in order to generate a magnetic flux. The invention is characterised in that the stator yoke is designed in two parts: a first stator yoke element which is mounted so as to be axially fixed relative to the rotor, the first stator yoke element having one or more stator teeth and electrical windings around the stator teeth; and a second stator yoke element mounted so as to be movable relative to the first fixed stator yoke element, the first stator yoke element and the second stator yoke element being arranged axially adjacent to each other, and an air gap of variable size being located between the first and the second stator yoke element, the second stator yoke element being arranged further away from the rotor relative to the first stator yoke element, and a resetting element being provided for resetting the second movably mounted stator yoke element, it being possible for the second stator yoke element to be moved by a magnetic force of the first stator yoke element in the axial direction away from an initial position, and to be moved back to the initial position via the resetting element.

Description

Axialfluss-Maschine axial flow machine

Die Erfindung betrifft eine elektrische Axialfluss-Maschine mit mindestens einem scheibenförmigen Stator mit einem Statorjoch und mindestens einem, gegenüber dem Stator um eine Achse drehbar gelagerten und in axialer Richtung neben dem Stator angeordneten zur Erzeugung eines magnetischen Flusses mit Permanentmagneten bestückten Rotor. The invention relates to an electrical axial flux machine with at least one disk-shaped stator with a stator yoke and at least one rotor which is mounted so as to be rotatable about an axis relative to the stator and is arranged in the axial direction next to the stator and is equipped with permanent magnets to generate a magnetic flux.

Aus dem Stand der Technik sind Axialflussmaschinen aus verschiedenen Veröffentlichungen bekannt. Beispielsweise zeigt die Veröffentlichung WO2022099344Alverschiedene Konfigurationen von diesen elektrischen Maschinen. Die Veröffentlichung DE102019216861 Al zeigt zudem einen Stator mit einer Mehrzahl von Statorzähnen und einem ersten Statorjoch, wobei die Statorzähne und das erste Statorjoch durch eine Laserschweißung miteinander dauerhaft verbunden sind. Andererseits ist aus dem Stand der Technik bekannt Axialflussmaschinen so zu konfigurieren, dass eine entstehende magnetische Kraft, die auf Aktivteile ausgeübt wird, genützt wird. Beispielsweise wird in der JP4215361B2 beschrieben, dass der Motor eine magnetische Kraft ausübt mit deren Hilfe Kräfte eines Verdichters kompensiert werden können. In der US20200343788A1 ist zudem ein Elektromotor mit einem Reibungselement gezeigt, wobei das Reibungselement über magnetische Kräfte aktuiert wird. In der gezeigten Ausführungsform wird hier jedoch ein weiteres Element mit Elektromagnet genutzt, um diesen Effekt zu erreichen. Axial flux machines are known from various publications in the prior art. For example, the publication WO2022099344Al shows various configurations of these electrical machines. The publication DE102019216861 Al also shows a stator with a plurality of stator teeth and a first stator yoke, wherein the stator teeth and the first stator yoke are permanently connected to one another by laser welding. On the other hand, it is known from the prior art to configure axial flux machines in such a way that a resulting magnetic force exerted on active parts is used. For example, JP4215361B2 describes that the motor exerts a magnetic force with the help of which forces of a compressor can be compensated. US20200343788A1 also shows an electric motor with a friction element, wherein the friction element is actuated via magnetic forces. In the embodiment shown, however, another element with an electromagnet is used to achieve this effect.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung das technische Design einer elektrischen Axialflussmaschine so weiterzuentwickeln, dass das magnetische Layout des Motors in idealer Weise genützt werden kann und sich für diesen Motor weitere Anwendungen erschließen. It is an object of the present invention to further develop the technical design of an electric axial flux machine in such a way that the magnetic layout of the motor can be used in an ideal manner and further applications can be opened up for this motor.

Diese Aufgabe wird durch eine Axialflussmaschine nach Anspruch 1 gelöst. This object is achieved by an axial flow machine according to claim 1.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist eine elektrische Axialfluss- Maschine mit mindestens einem scheibenförmigen Stator mit einem Statorjoch vorgesehen. Dabei weist das Statorjoch einen oder mehrere Statorzähne sowie elektrische Wicklungen um die Statorzähne auf. Ferner ist mindestens ein, gegenüber dem Stator um eine Achse drehbar gelagerter und in axialer Richtung neben dem Stator angeordneter zur Erzeugung eines magnetischen Flusses mit Permanentmagneten bestückter Rotor vorgesehen. Das Statorjoch ist zweiteilig ausgeführt und weist ein erstes gegenüber dem Rotor axial feststehend gelagertes erstes Statorjochelement und ein zweites gegenüber dem ersten feststehenden Statorjochelement beweglich gelagertes zweites Statorjochelement auf. Ferner ist ein Rückstellelement zur Rückstellung des beweglich gelagerten zweiten Statoijochelementes vorgesehen, wobei das zweite Statoijochelement durch eine magnetische Kraft in axialer Richtung von einer Ausgangsposition weg- und über das Rückstellelement in die Ausgangsposition rückbewegbar ist. According to a particular embodiment of the invention, an electrical axial flux machine is provided with at least one disk-shaped stator with a stator yoke. The stator yoke has one or more stator teeth and electrical windings around the stator teeth. Furthermore, at least one rotor is provided which is mounted so as to be rotatable about an axis relative to the stator and is arranged axially next to the stator and is equipped with permanent magnets to generate a magnetic flux. The stator yoke is designed in two parts and has a first axially fixed relative to the rotor mounted first stator yoke element and a second stator yoke element movably mounted relative to the first fixed stator yoke element. Furthermore, a reset element is provided for resetting the movably mounted second stator yoke element, wherein the second stator yoke element can be moved away from an initial position by a magnetic force in the axial direction and back into the initial position via the reset element.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist eine elektrische Axialfluss- Maschine mit mindestens einem scheibenförmigen Stator mit einem Statorjoch vorgesehen. Des Weiteren ist mindestens ein, gegenüber dem Stator um eine Achse drehbar gelagerter und in axialer Richtung neben dem Stator angeordneter, zur Erzeugung eines magnetischen Flusses mit Permanentmagneten bestückter Rotor vorgesehen. Das Statoijoch ist zweiteilig ausgeführt, in ein erstes gegenüber dem Rotor axial feststehend gelagertes erstes Statorjochelement und ein zweites gegenüber dem ersten feststehenden Statorjochelement beweglich gelagertes zweites Statorjochelement. Das erste Statorjochelement weist einen oder mehrere Statorzähne sowie elektrische Wicklungen um die Statorzähne auf. Das erste Statorjochelement und das zweite Statorjochelement sind axial benachbart angeordnet. According to a particular embodiment of the invention, an electrical axial flux machine is provided with at least one disk-shaped stator with a stator yoke. Furthermore, at least one rotor is provided which is mounted so as to be rotatable about an axis relative to the stator and is arranged axially next to the stator and is equipped with permanent magnets to generate a magnetic flux. The stator yoke is designed in two parts, a first stator yoke element mounted axially fixed relative to the rotor and a second stator yoke element mounted so as to be movable relative to the first fixed stator yoke element. The first stator yoke element has one or more stator teeth and electrical windings around the stator teeth. The first stator yoke element and the second stator yoke element are arranged axially adjacent.

Zwischen dem ersten und dem zweiten Statorjochelement befindet sich ein Luftspalt variabler Größe. Das zweite Statorjochelement ist relativ zum ersten Statorjochelement weiter entfernt zum Rotor angeordnet. Ferner ist ein Rückstellelement zur Rückstellung des beweglich gelagerten Statorjochelementes vorgesehen. Das zweite Statoijochelement ist durch eine Magnetkraft des ersten Statorjochelements in axialer Richtung von einer Ausgangsposition weg- und über das Rückstellelement in die Ausgangsposition rückbewegbar. There is an air gap of variable size between the first and second stator yoke elements. The second stator yoke element is arranged further away from the rotor relative to the first stator yoke element. A reset element is also provided for resetting the movably mounted stator yoke element. The second stator yoke element can be moved away from a starting position in the axial direction by a magnetic force of the first stator yoke element and can be moved back to the starting position via the reset element.

Unter „axial benachbart“ ist dabei gemeint, dass erstes Statoijochelement und zweites Statorjochelement axial ausreichend nahe zueinander angeordnet sind, sodass die Bewegbarkeit des zweiten Statorjochelements durch eine Magnetkraft des ersten Statorjochelements möglich ist. Insbesondere für den Fall, dass die Magnetkraft des ersten Statorjochelements durch eine Bestromung der Wicklungen des ersten Statoijochelements erzeugt wird, soll die Bewegbarkeit des zweiten Statorjochelements mit einer anwendungsüblichen Bestromung möglich sein. “Axially adjacent” means that the first stator yoke element and the second stator yoke element are arranged axially close enough to one another so that the second stator yoke element can be moved by a magnetic force of the first stator yoke element. In particular, if the magnetic force of the first stator yoke element is generated by energizing the windings of the first stator yoke element, the second stator yoke element should be able to be moved using a current that is customary in the application.

In einer besonderen Ausführungsform ist dabei unter „axial benachbart“ gemeint, dass sich im Luftspalt variabler Größe zwischen erstem und zweitem Statorjochelement mit Ausnahme eines Rückstellelements und, falls vorhanden, mechanischer Anschläge, keine weiteren Elemente befinden. Das Rückstellelement kann jedoch auch an einer anderen Position angeordnet sein. In a particular embodiment, “axially adjacent” means that in the air gap of variable size between the first and second stator yoke elements, with the exception of a reset element and, if present, mechanical stops, there are no other elements. However, the reset element can also be arranged in a different position.

Die Größe des Luftspalts ist dadurch variabel, dass das zweite Statorjochelement beweglich angeordnet ist und der Abstand zwischen erstem und zweitem Statoijochelement durch die Bewegung des zweiten Statorjochelements veränderbar ist. Der Luftspalt variabler Größe kann, je nach Endposition des zweiten Statorjochelements, dabei auch eine Größe von 0 mm haben, in diesem Fall können erstes und zweites Statorjoch auch unmittelbar miteinander in Kontakt sein. The size of the air gap is variable because the second stator yoke element is arranged to be movable and the distance between the first and second stator yoke elements can be changed by moving the second stator yoke element. The variable-size air gap can also have a size of 0 mm, depending on the end position of the second stator yoke element; in this case, the first and second stator yokes can also be in direct contact with one another.

Bevorzugt ist dabei die Ausgangsposition und die Endposition des zweiten Statorjochelements über entsprechende mechanische Anschläge festgelegt, ein solcher Anschlag für die Endposition des zweiten Statorjochelements kann auch das erste Statorjochelement sein. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Größe des Luftspalts deswegen variabel, weil sich die Größe des Luftspalts je nachdem unterscheidet, ob sich das zweite Statorjoch in Ausgangsposition beziehungsweise in Endposition befindet. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist es jedoch nicht vorgesehen, dass das zweite Statorjochelement eine Zwischenposition zwischen Ausgangsposition und Endposition einnimmt, außer um sich zwischen Ausgangsposition und Endposition zu bewegen. Preferably, the starting position and the end position of the second stator yoke element are fixed by means of corresponding mechanical stops; such a stop for the end position of the second stator yoke element can also be the first stator yoke element. In this preferred embodiment, the size of the air gap is variable because the size of the air gap differs depending on whether the second stator yoke is in the starting position or in the end position. In this preferred embodiment, however, it is not provided that the second stator yoke element assumes an intermediate position between the starting position and the end position, except to move between the starting position and the end position.

Nach einer besonderen Ausführungsform befinden sich erstes und zweites Statoijochelement auf derselben Seite des Rotors. In diesem Fall ist das zweite Statorjochelement relativ zum Rotor weiter von diesem entfernt angeordnet als das erste Statorjochelement. According to a particular embodiment, the first and second stator yoke elements are located on the same side of the rotor. In this case, the second stator yoke element is arranged further away from the rotor than the first stator yoke element.

Nach einer besonderen Ausführungsform, weist das erste Statorjochelement beziehungsweise der Rückschluss des ersten Statorjochelements eine erste Jochdicke auf und weist das zweite Statorjochelement eine zweite Jochdicke auf. Unter Jochdicke ist damit die Dicke des jeweiligen Rückschlusses gemeint. Das zweite Statoijochelement weist keine Statorzähne beziehungsweise keine elektrische Wicklung auf und besteht nur aus einem magnetischem Rückschluss. According to a special embodiment, the first stator yoke element or the return path of the first stator yoke element has a first yoke thickness and the second stator yoke element has a second yoke thickness. The yoke thickness refers to the thickness of the respective return path. The second stator yoke element has no stator teeth or no electrical winding and consists only of a magnetic return path.

Nach einer besonderen Ausführungsform kann das zweite, gegenüber dem ersten feststehenden Statorjochelement, beweglich gelagerte zweite Statorjochelement auch drehbar gelagert sein. Das ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn durch die Bewegung des zweiten Statorjochelements eine Kupplung aktuiert wird. Es kann in diesem Fall insbesondere vorteilhaft sein, wenn durch die Bewegung des zweiten Statoijochelements der Luftspalt nicht vollständig geschlossen wird, da somit Schleifverluste zwischen dem ersten und dem zweiten Statorjochelement verhindert werden können. According to a special embodiment, the second stator yoke element, which is movably mounted relative to the first fixed stator yoke element, can also be rotatably mounted. This is advantageous, for example, if the movement of the second stator yoke element, a clutch is actuated. In this case, it can be particularly advantageous if the air gap is not completely closed by the movement of the second stator yoke element, since this can prevent sliding losses between the first and second stator yoke elements.

Bei elektrischen Antriebssträngen oder bei Antriebsanwendungen mit Elektromotoren sind in vielen Fällen Aktuatoren vorgesehen, die nach- und/oder vorgeordnete Systeme aktuieren. Beispiele für solche Systeme sind Kupplungen, Bremsen, Getriebe aller Art, beispielsweise Schaltgetriebe. In diesen Fällen wird der Fachmann aus dem Stand der Technik bekannte Schaltaktuatoren verwenden. Solche Schaltaktuatoren benötigen ausreichend Platz und verteuern den Antrieb sstrang. Durch die vorgeschlagene Lösung wird eine technisch einfache und sehr effiziente Lösung vorgeschlagen. Wird das Statorjoch einer Axialflussmaschine beispielsweise zweiteilig mit Luftspalt ausgeführt, ergibt sich eine Axialkraft auf das nicht mehr fix verbundene Joch. In der erfindungsgemäßen Axialflussmaschine ist dies das zweite Statorjochelement. Diese Kraft kann durch das Verhältnis der Jochdicken und/oder durch Anpassung des Designs des Joches eingestellt werden. Mit der erfindungsgemäßen Axialflussmaschine ist es demnach möglich, über die Bewegung des zweiten Statorjochelements, auch die Funktion eines derartigen Schaltaktuators zu übernehmen. So könnte die erfindungsgemäße Axialflussmaschine beispielsweise dazu genutzt werden, über die Bewegung des zweiten Statorjochelements, die Axialflussmaschine bei unbestromter Wicklung, aus dem Antriebsstrang zu entkoppeln. Damit könnten beispielsweise die durch die Axialflussmaschine verursachten Mitschleppverluste verhindert werden. Auch die Aktuierung von Bremsen und Getrieben aller Art ist denkbar. Ein entscheidender Vorteil der genannten Ausführungsform liegt auch darin, dass kein zweiter beziehungsweise kein weiterer Elektromagnet zur Auslenkung des beweglich gelagerten Statorjochelementes benötigt wird, sondern die Auslenkung wird über das erste feststehende Statorjochelement und dessen elektrischer Wicklung bewerkstelligt. Parameter für die technische Ausgestaltung sind unter anderem die mechanische Festigkeit des Stators, die mögliche mechanische Fertigung des Statorjoches, das Vorsehen von Bohrungen im Joch zur Einstellung des Magnetflusses bei gleichzeitiger Erzielung einer ausreichenden Steifigkeit des Statorjoches. In electric drive trains or drive applications with electric motors, actuators are often provided that actuate downstream and/or upstream systems. Examples of such systems are clutches, brakes, transmissions of all kinds, for example manual transmissions. In these cases, the expert will use shift actuators known from the prior art. Such shift actuators require sufficient space and make the drive train more expensive. The proposed solution proposes a technically simple and very efficient solution. If the stator yoke of an axial flux machine is designed in two parts with an air gap, for example, an axial force is exerted on the yoke that is no longer permanently connected. In the axial flux machine according to the invention, this is the second stator yoke element. This force can be adjusted by the ratio of the yoke thicknesses and/or by adapting the design of the yoke. With the axial flux machine according to the invention, it is therefore possible to also take on the function of such a shift actuator via the movement of the second stator yoke element. For example, the axial flux machine according to the invention could be used to decouple the axial flux machine from the drive train when the winding is de-energized via the movement of the second stator yoke element. This could, for example, prevent the drag losses caused by the axial flux machine. The actuation of brakes and gears of all kinds is also conceivable. A decisive advantage of the embodiment mentioned is that no second or further electromagnet is required to deflect the movably mounted stator yoke element; instead, the deflection is achieved via the first fixed stator yoke element and its electrical winding. Parameters for the technical design include the mechanical strength of the stator, the possible mechanical manufacture of the stator yoke, the provision of holes in the yoke to adjust the magnetic flux while at the same time achieving sufficient rigidity of the stator yoke.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist das erste Statorjochelement so gestaltet, dass im bestromten Zustand der Wicklungen der Axialflussmaschine eine resultierende axiale Kraft auf das zweite Statorjochelement wirkt, so dass dieses von der Ausgangsposition in eine Endposition auslenkbar ist. Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung weist das erste Statorjochelement einen Rückschluss auf und sind im Bereich des Rückschlusses zwischen den Statorzähnen geeignete Flussbarrieren zur Störung des magnetischen Flusses vorgesehen. According to a particular embodiment of the invention, the first stator yoke element is designed such that, when the windings of the axial flux machine are energized, a resulting axial force acts on the second stator yoke element so that it can be deflected from the starting position to an end position. According to a particular embodiment of the invention, the first stator yoke element has a yoke and suitable flux barriers for disrupting the magnetic flux are provided in the region of the yoke between the stator teeth.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung werden die Flussbarrieren zumindest teilweise durch Ausnehmungen, beispielsweise Bohrungen, gebildet. Zudem können Flussbarrieren auch durch Schweißungen ausgebildet sein. According to a particular embodiment of the invention, the flow barriers are at least partially formed by recesses, for example bores. In addition, flow barriers can also be formed by welds.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung können die Flussbarrieren und Rückstellelemente so dimensioniert werden, dass ein monostabiles oder bistabiles Verhalten in den Endpunkten besteht. According to a particular embodiment of the invention, the flow barriers and reset elements can be dimensioned such that a monostable or bistable behavior exists at the end points.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung weist der Rückschluss des ersten Statorjochelements eine bestimmte erste Jochdicke auf und weist das zweite Statorjochelement eine bestimmte zweite Jochdicke auf. Die Auslegung von Magnetkraft und Rückstellelement erfolgt dabei so, dass ein monostabiles Schaltverhalten entsteht. Die Auslegung der Magnetkraft geschieht dabei über die Auslegung der ersten Jochdicke des ersten Statoijochelements und der zweiten Jochdicke des zweiten Statorjochelements und die Größe des Luftspalts und, falls vorhanden, über die Auslegung der Flussbarrieren. Andere dem Fachmann bekannte Möglichkeiten zur Auslegung der Magnetkraft können ebenso herangezogen werden. Mit monostabilen Schaltverhalten ist dabei gemeint, dass bei Beendigung der Be Strömung der Wicklung des ersten Statoijochelements, das zweite Statorjochelement durch das Rückstellelement in die Ausgangposition rückbewegt wird. According to a special embodiment of the invention, the return path of the first stator yoke element has a specific first yoke thickness and the second stator yoke element has a specific second yoke thickness. The magnetic force and reset element are designed in such a way that a monostable switching behavior arises. The magnetic force is designed via the design of the first yoke thickness of the first stator yoke element and the second yoke thickness of the second stator yoke element and the size of the air gap and, if present, via the design of the flux barriers. Other options for designing the magnetic force known to those skilled in the art can also be used. Monostable switching behavior means that when the flow of the winding of the first stator yoke element ends, the second stator yoke element is moved back to the starting position by the reset element.

Nach einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung kann dabei auch ein bistabiles Schaltverhalten eingestellt werden. Zur Auslegung der Magnetkraft und des Rückstellelement können dabei die bereits erwähnten Maßnahmen herangezogen werden. Zur Verwirklichung eines bistabilen Aktuators können die Flussbarriere und/oder das Rückstellelement beispielsweise so gestaltet werden, dass das zweite Statorjochelement in der Endposition, benachbart zum ersten Statorjochelement durch die Permanentmagneten des Rotors stabil in Position gehalten wird. Durch geeignete Bestromung der Spulen des ersten Statorjochelements ist es möglich, den Magnetfluss so zu steuern, dass die auf das zweite Statorjochelement wirkende Magnetkraft geschwächt wird und sich somit das zweite Statorjochelement durch das Rückstellelement wiederum in die Ausgangsposition bzw. erste Position bewegt bzw. gezwungen wird. Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung weist die Ausgangsposition des zweiten Statorjochelementes einen größeren axialen Abstand des zweiten Statorjochelementes von dem ersten Statorjochelement aufweist als die Endposition. According to another special embodiment of the invention, a bistable switching behavior can also be set. The measures already mentioned can be used to design the magnetic force and the reset element. To implement a bistable actuator, the flux barrier and/or the reset element can, for example, be designed in such a way that the second stator yoke element is held in a stable position in the end position, adjacent to the first stator yoke element, by the permanent magnets of the rotor. By suitably energizing the coils of the first stator yoke element, it is possible to control the magnetic flux in such a way that the magnetic force acting on the second stator yoke element is weakened and the second stator yoke element is thus moved or forced into the starting position or first position by the reset element. According to a particular embodiment of the invention, the starting position of the second stator yoke element has a greater axial distance of the second stator yoke element from the first stator yoke element than the end position.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung weist das Rückstellelement ein mechanisches Element, beispielsweise eine Feder, und/oder eine pneumatisches und/oder ein hydraulisches Element auf. According to a particular embodiment of the invention, the return element comprises a mechanical element, for example a spring, and/or a pneumatic and/or a hydraulic element.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist das Rückstellelement im Bereich des Luftspalts angeordnet. According to a particular embodiment of the invention, the return element is arranged in the region of the air gap.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist/sind zumindest ein mechanischer Anschlag für das zweite Statorjochelement zur Begrenzung der Bewegung des zweiten Statorjochelementes in axialer Richtung relativ zum ersten Statorjochelement zur Definition der Ausgangsposition und/oder der Endposition vorgesehen. According to a particular embodiment of the invention, at least one mechanical stop is/are provided for the second stator yoke element to limit the movement of the second stator yoke element in the axial direction relative to the first stator yoke element to define the starting position and/or the end position.

Unter einem mechanischen Anschlag ist dabei insbesondere ein mechanisches Element zu verstehen, dass die Ausgangsposition beziehungsweise die Endposition des zweiten Statorjochelements festlegt. Dies kann beispielsweise durch spezielle Ausführungen der Rotorwelle realisiert werden. Aber auch alle dem Fachmann bekannten Lösungen zum Vorsehen solcher mechanischer Anschläge sind denkbar. Zudem kann ein mechanischer Anschlag auch ein vollständiges Schließen des Luftspalts variabler Größe verhindern, beziehungsweise verhindern, dass erstes und zweites Statorjochelement unmittelbar in Kontakt zueinander stehen. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn das zweite Statorjochelement gegenüber dem ersten Statoijochelement drehbar gelagert ist. A mechanical stop is understood to mean in particular a mechanical element that determines the starting position or the end position of the second stator yoke element. This can be achieved, for example, by special designs of the rotor shaft. However, all solutions known to those skilled in the art for providing such mechanical stops are also conceivable. In addition, a mechanical stop can also prevent the air gap of variable size from closing completely, or prevent the first and second stator yoke elements from being in direct contact with one another. This can be particularly advantageous if the second stator yoke element is rotatably mounted relative to the first stator yoke element.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist das erste und/oder das zweite Statorjochelement zumindest teilweise aus Elektroblech und/oder SMC gefertigt ist. According to a particular embodiment of the invention, the first and/or the second stator yoke element is at least partially made of electrical steel and/or SMC.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung weist der Rotor ein Rotorjoch auf. According to a particular embodiment of the invention, the rotor has a rotor yoke.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist an der dem Stator abgewandten Seite des Rotors in axialer Richtung ein vom Rotor axial beanstandetes Rückschlusselement vorgesehen. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, um auf den Rotor wirkende Axialkräfte zu kompensieren. Um dies zu realisieren kann es darüber hinaus vorteilhaft sein, das axial beabstandetes Rückschlusselement an einem Motorgehäuse zu befestigen. According to a special embodiment of the invention, a return element is provided on the side of the rotor facing away from the stator in the axial direction, axially spaced from the rotor. This can be particularly advantageous in order to compensate for axial forces acting on the rotor. To achieve this, it may also be advantageous to attach the axially spaced return element to a motor housing.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Statoijochelement als mechanischer Aktuator Teil einer antriebstechnischen Vorrichtung. Unter einer antriebstechnischen Vorrichtung ist dabei definitionsgemäß gemeint, dass es sich um einen elektrischen Antriebsstrang oder eine Antriebsanwendung mit Elektromotoren handelt, wobei neben dem Elektromotor nach- und/oder vorgeordnete Systeme vorgesehen sind, wie beispielsweise Kupplungen, Bremsen oder Getriebe aller Art. Mittels der erfindungsgemäßen Axialflussmaschine können diese nach- und/oder vorgeordnete Systeme durch die Bewegung des zweiten Statoijochelementes aktuiert werden. According to a particular embodiment of the invention, the second static yoke element is part of a drive device as a mechanical actuator. By definition, a drive device means an electric drive train or a drive application with electric motors, with downstream and/or upstream systems being provided in addition to the electric motor, such as clutches, brakes or transmissions of all kinds. By means of the axial flow machine according to the invention, these downstream and/or upstream systems can be actuated by the movement of the second static yoke element.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung befindet sich axial benachbart zum zweiten Statorjochelement ein Aktuationselement, dass durch das zweite Statorjochelement aktuiert beziehungsweise dessen Bewegung aktuiert wird. Bei einem solchen Aktuationselement kann es sich um eine Kupplungen, Bremsen oder ein Getriebe aller Art handeln. Das Aktuationselement ist dabei derart angeordnet, dass es durch das zweite Statorjochelement, wenn es sich in Ausgangsposition befindet, beziehungsweise aus der Ausgangsposition wegbewegt wird, aktuiert wird. Eine derartige Aktuierung könnte beispielsweise ein Entkoppeln über eine Kupplung aus dem Antriebsstrang sein. Auch andere Aktuierungen entsprechend den genannten Aktuationselementen sind denkbar. According to a special embodiment of the invention, an actuation element is located axially adjacent to the second stator yoke element, which is actuated by the second stator yoke element or its movement is actuated. Such an actuation element can be a clutch, brake or gear of any kind. The actuation element is arranged in such a way that it is actuated by the second stator yoke element when it is in the starting position or is moved away from the starting position. Such an actuation could, for example, be a decoupling from the drive train via a clutch. Other actuations corresponding to the actuation elements mentioned are also conceivable.

Die Erfindung ist anhand nicht-einschränkender, möglicher Ausführungsformen im Folgenden näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below using non-limiting possible embodiments. They show:

Fig. 1 eine allgemeine schematische Ansicht einer Axialflussmaschine Fig. 1 is a general schematic view of an axial flow machine

Fig. 2 eine weitere allgemeine schematische Ansicht einer Axialflussmaschine Fig. 2 is another general schematic view of an axial flow machine

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Details eines Stators einer Axialflussmaschine Fig. 3 is a schematic view of a detail of a stator of an axial flow machine

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Axialflussmaschine mit einem zweiten Statorjoch in einer ersten Position Fig. 5 eine schematische Ansicht einer Axialflussmaschine mit einem zweiten Statorjoch in einer zweiten Position Fig. 4 is a schematic view of an axial flow machine with a second stator yoke in a first position Fig. 5 is a schematic view of an axial flow machine with a second stator yoke in a second position

Fig. 6 eine schematische Ansicht einer Axialflussmaschine mit einem zweiten Statorjoch in einer Detailansicht Fig. 6 is a schematic view of an axial flow machine with a second stator yoke in a detailed view

Die Offenbarung der Veröffentlichung W02021003510A2 der Anmelderin wird hiermit vollumfänglich in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung aufgenommen. The disclosure of the applicant's publication W02021003510A2 is hereby incorporated in its entirety into the disclosure of the present application.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen. Diese Lageangaben sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. To begin with, it should be noted that in the different embodiments described, identical parts are provided with identical reference symbols or identical component designations, whereby the disclosures contained in the entire description can be transferred analogously to identical parts with identical reference symbols or identical component designations. The position information chosen in the description, such as top, bottom, side, etc., also refers to the figure directly described and shown. These position information must be transferred analogously to the new position if the position changes.

In den Figuren 1 bis 3 ist eine beispielhafte Ausgestaltung einer Axialflussmaschine gezeigt, die gezeigten Merkmale sind für den Schutzbereich nicht einschränkend. Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsvariante einer Axialflussmaschine 1 umfassend, zumindest einen Stator 2 und zumindest einen Rotor 3. Nach anderen möglichen Ausführungsformen (nicht dargestellt) sind Anordnungen mit mehreren Rotoren möglich, zwischen denen beispielsweise jeweils ein Stator angeordnet ist. Figures 1 to 3 show an exemplary embodiment of an axial flow machine; the features shown are not limiting for the scope of protection. Fig. 1 shows a first embodiment of an axial flow machine 1 comprising at least one stator 2 and at least one rotor 3. According to other possible embodiments (not shown), arrangements with several rotors are possible, between which, for example, a stator is arranged in each case.

Auf dem Rotor 3 bzw. den Rotoren 3 sind Magnete 4, beispielsweise Permanentmagnete, angeordnet. Der zumindest eine Stator 2 und der zumindest eine Rotor 3 können in einem fakultativ vorhandenen Motorengehäuse 5 angeordnet sein, wie dies in Fig. 1 strichliert angedeutet ist. Magnets 4, for example permanent magnets, are arranged on the rotor 3 or the rotors 3. The at least one stator 2 and the at least one rotor 3 can be arranged in an optionally present motor housing 5, as indicated by dashed lines in Fig. 1.

Es können auch mehrere Statoren 2 angeordnet sein. In diesem Fall sind vorzugsweise alle Statoren 2 gleich ausgebildet, sodass die folgenden Ausführungen auch auf die gegebenenfalls weiter vorhandenen Statoren 2 angewandt werden können. Beispielsweise zeigt die Fig. 2 eine Ausführungsvariante der Axialflussmaschine 1, bei der nur ein Rotor 3 angeordnet ist. Der Rotor 3 ist - in der Axialrichtung betrachtet - zwischen zwei Statoren 2 angeordnet, die entsprechend der Erfindung ausgebildet sind. Der Rotor 3 ist beidseitig mit mehreren Magneten 4 (Permanentmagnete) bestückt. Die beiden Statoren 2 sind so angeordnet, dass Rückschlusselemente bzw. ein Statorjoch jeweils auf der vom Rotor 3 abgewandten Seite des Stators 2 angeordnet sind. Several stators 2 can also be arranged. In this case, all stators 2 are preferably designed the same, so that the following explanations can also be applied to the stators 2 that may be present. For example, Fig. 2 shows a variant of the axial flow machine 1 in which only one rotor 3 is arranged. The rotor 3 is arranged - viewed in the axial direction - between two stators 2 that are designed according to the invention. The rotor 3 is equipped with several magnets 4 (permanent magnets) on both sides. The two stators 2 are arranged so that Return elements or a stator yoke are each arranged on the side of the stator 2 facing away from the rotor 3.

Fig. 3 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsvariante eines Stators 2 für eine Axialflussmaschine 1. Der Stator 2 weist mehrere Statorzähne 7 auf. Die Statorzähne 7 weisen jeweils einen Zahnkörper 8 auf. Weiter weisen die Statorzähne 7 in einer Axialrichtung 9 gegenüberliegende Endabschnitte auf, die einen Zahnkopf und einen Zahnfuß bilden. Die Statorzähne 7 sind jeweils mit einer Spulenwicklung 10 (in Fig. 3 nur schematisch angedeutet) umwickelt. Die Zahnkörper 8 liegen in der Axialrichtung 9 an einem, insbesondere plattenförmigen, Rückschlusselement 11 auf oder sind zumindest teilweise in das Rückschlusselement 11 eingesteckt, wozu das Rückschlusselement entsprechende Ausnehmungen aufweist, in denen die Zahnkörper 8 bevorzugt formschlüssig aufgenommen sind. Das Rückschlusselement 11 ist vorzugsweise einstückig ausgebildet. Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Rückschlusselement 11 vorzugsweise einstückig mit den Statorzähnen 7 ausgebildet. Nach einer weiteren möglichen Ausführungsform ist das Rückschlusselement 11 aus einem Elektroblech gewickelt. Fig. 3 shows a further possible embodiment of a stator 2 for an axial flow machine 1. The stator 2 has a plurality of stator teeth 7. The stator teeth 7 each have a tooth body 8. Furthermore, the stator teeth 7 have opposite end sections in an axial direction 9, which form a tooth head and a tooth root. The stator teeth 7 are each wound with a coil winding 10 (only indicated schematically in Fig. 3). The tooth bodies 8 lie in the axial direction 9 on a, in particular plate-shaped, return element 11 or are at least partially inserted into the return element 11, for which purpose the return element has corresponding recesses in which the tooth bodies 8 are preferably received in a form-fitting manner. The return element 11 is preferably formed in one piece. According to a further embodiment, the return element 11 is preferably formed in one piece with the stator teeth 7. According to another possible embodiment, the return element 11 is wound from an electrical sheet.

Zumindest zwischen der Spulenwicklung 10 und dem Zahnkörper 8 ist nach einer möglichen Ausführungsform eine nicht weiter dargestellte elektrische Isolierung angeordnet. Die Anzahl der in den Figuren dargestellten Statorzähne 7 ist nicht einschränkend zu verstehen. Vielmehr richtet sich deren Anzahl nach den jeweiligen Gegebenheiten in der Verwendung des Stators 2 bzw. der Axialflussmaschine 1 nach den gewünschten Leistungsmerkmalen der Anwendung. According to one possible embodiment, an electrical insulation (not shown in more detail) is arranged at least between the coil winding 10 and the tooth body 8. The number of stator teeth 7 shown in the figures is not to be understood as limiting. Rather, their number depends on the respective circumstances in the use of the stator 2 or the axial flux machine 1 according to the desired performance characteristics of the application.

Die Statorzähne 7 sind gleichmäßig verteilt über den Umfang des Stators 2 angeordnet. Insbesondere weisen in Richtung der Axialrichtung 9 betrachtet eine zumindest annähernd trapezförmigen Querschnittsfläche auf. The stator teeth 7 are evenly distributed over the circumference of the stator 2. In particular, viewed in the direction of the axial direction 9, they have an at least approximately trapezoidal cross-sectional area.

In Fig. 3 sind Flusssammelelemente 6 gezeigt bzw. an einer Stelle entfernt worden, um eine bessere Sicht auf die Statorzähne 7 zu ermöglichen. In Fig. 3, flux collecting elements 6 are shown or have been removed at one point to allow a better view of the stator teeth 7.

Das, insbesondere ringförmige, Rückschlusselement 11 des Stators 2 kann aus einem hierfür üblichen Werkstoff bestehen. Nach einer besonderen Ausführungsform können die Statorzähne mit dem Statorrückschluss 11, der vom Fachmann auch als Statoijoch bezeichnet wird, einteilig bzw. einstückig ausgeführt sein. In Fig. 4 zeigt eine Anordnung einer Axialfluss-Maschine gezeigt. Die Teile der Axialflussmaschine sind der besseren Übersichtlichkeit halber in einer schematischen Seitenansicht dargestellt. Die dargestellte Variante des Axialflussmotors wird auch als „single stator axial flux“ - Variante bezeichnet. Als Teil der Axialfluss-Maschine ist ein Stator 13 vorgesehen, der geeignet, beispielsweise durch eine Verschraubung mit einem Gehäuse (nicht dargestellt) eingebaut ist. Ferner ist ein Rotor 15 vorgesehen, der dem Stator an einer Seite gegenüberliegend angeordnet ist. Zwischen Stator 13 und Rotor 15 ist ein erster Spalt 14 vorgesehen. Der Rotor 15 ist drehfest mit einer Rotorwelle 18 verbunden. Die Rotorwelle 18 ist geeignet drehbar um eine Drehachse 25 beispielsweise in einem Gehäuse gelagert (nicht dargestellt) und weist ein Abtriebsende 26 auf, das zum Antrieb anderer Komponenten verwendet werden kann. An der dem Stator abgewandten Seite des Rotors 15 weist der Rotor 15 ein Rotorjoch 16 auf. The, in particular ring-shaped, return element 11 of the stator 2 can be made of a material that is customary for this purpose. According to a special embodiment, the stator teeth can be designed as one piece or in one piece with the stator return element 11, which is also referred to by those skilled in the art as a stator yoke. Fig. 4 shows an arrangement of an axial flux machine. The parts of the axial flux machine are shown in a schematic side view for the sake of clarity. The variant of the axial flux motor shown is also referred to as a "single stator axial flux" variant. A stator 13 is provided as part of the axial flux machine, which is suitably installed, for example by screwing it to a housing (not shown). A rotor 15 is also provided, which is arranged opposite the stator on one side. A first gap 14 is provided between stator 13 and rotor 15. Rotor 15 is connected in a rotationally fixed manner to a rotor shaft 18. Rotor shaft 18 is suitably rotatable about an axis of rotation 25, for example in a housing (not shown), and has an output end 26 that can be used to drive other components. On the side of rotor 15 facing away from the stator, rotor 15 has a rotor yoke 16.

Magnetischer Fluss tritt entsprechend dem dargestellten Design einerseits zwischen dem Stator 13 und dem Rotor 15 auf. Auf der dem Rotor abgewandten Seite des Stators ist ein weiteres bzw. zweites Statoijoch 17 vorgesehen. Dieses zweite Statoijoch 17 ist zum ersten Statorjoch (als Teil des Stators 13) beabstandet und axial beweglich gelagert (nicht im Detail dargestellt). Zwischen zweitem Statoijoch 17 und erstem Statoijoch (als Teil des Stators 13) ist dabei ein Luftspalt variabler Größe 31 vorhanden. Im einfachsten Fall ist diese Lagerung über ein Längslager auf der Welle 18 verwirklicht, so dass das zweite Statorjoch verschiebbar ist. Das Statorjoch ist beispielsweise aus einem ferromagnetischen Material hergestellt oder weist einen magnetischen und/oder ferromagnetischen Anteil auf. Auf diese Weise ist es möglich, dass das zweite Statorjoch bei magnetischem Betrieb der Axialflussmaschine magnetisch angezogen wird, d.h. dass sich der axiale Abstand zwischen dem ersten Statorjoch 13 und dem zweiten Statoijoch 17 und sich damit auch die Größe des Luftspalts 31 verringert. Gegen diese Bewegung wirkt ein Rückstellelement 23. Dieses Rückstellelement 23 versucht das zweite Statoijoch 17 in eine Ausgangsposition rückzustellen bzw. in dieser zu halten. Die Ausgangsposition ist eine Position, in welcher das zweite Statorjoch 17 bei nicht magnetisch aktiver Axialflussmaschine ruht. Das Rückstellelement 23 kann in einfachster Ausführung als Feder oder als Paar von Federn ausgeführt werden. Pneumatische und/oder hydraulische Rückstellelemente sind ebenso denkbar. According to the design shown, magnetic flux occurs between the stator 13 and the rotor 15. On the side of the stator facing away from the rotor, a further or second stator yoke 17 is provided. This second stator yoke 17 is spaced apart from the first stator yoke (as part of the stator 13) and is mounted so that it can move axially (not shown in detail). There is an air gap of variable size 31 between the second stator yoke 17 and the first stator yoke (as part of the stator 13). In the simplest case, this mounting is implemented via a longitudinal bearing on the shaft 18, so that the second stator yoke can be moved. The stator yoke is made, for example, from a ferromagnetic material or has a magnetic and/or ferromagnetic component. In this way, it is possible for the second stator yoke to be magnetically attracted when the axial flux machine is operating magnetically, i.e. the axial distance between the first stator yoke 13 and the second stator yoke 17 and thus the size of the air gap 31 is reduced. A reset element 23 counteracts this movement. This reset element 23 attempts to reset the second stator yoke 17 to a starting position or to hold it there. The starting position is a position in which the second stator yoke 17 rests when the axial flux machine is not magnetically active. The reset element 23 can be designed in the simplest form as a spring or as a pair of springs. Pneumatic and/or hydraulic reset elements are also conceivable.

In Fig. 5 ist die Vorrichtung in Fig. 4 dargestellt, wobei der Spalt zwischen dem ersten Statorjoch/Stator 13 und dem zweiten Statorjoch 17 geschlossen ist. Das entspricht dem maximalen Bewegungsweg. Ein vollständiges Schließen ist aber nicht zwingend erforderlich, die Bewegung kann auch durch einen Anschlag beendet/limitiert werden und es bleibt beispielsweise ein Restspalt bestehen. Durch die Anziehung des zweiten Statorjoches 17 sind die Rückstellelemente/Federn 23 demnach komprimiert. Nach Abschalten der Axialflussmaschine würde das zweite Statorjoch 17 durch die Federkräfte wiederum in die Position wie in Fig. 4 gezeigt übergeführt werden. In Fig. 5, the device in Fig. 4 is shown, with the gap between the first stator yoke/stator 13 and the second stator yoke 17 closed. This corresponds to the maximum movement path. However, complete closure is not absolutely necessary, The movement can also be stopped/limited by a stop and a residual gap remains, for example. The attraction of the second stator yoke 17 compresses the return elements/springs 23. After the axial flow machine is switched off, the second stator yoke 17 would be moved back into the position shown in Fig. 4 by the spring forces.

In Fig. 6 sind schematisch weitere Details einer möglichen Ausführung ersichtlich. Dabei ist der Rotor 15 mit dem Rotoijoch 16 ersichtlich, sowie die im Rotor integrierten Permanentmagneten 24. Ferner ist der Stator 13 und als Teil davon die Statorzähne 27, die Wicklungen 28 um die Statorzähne 28 und das erste Statorjoch 29 ersichtlich. Zudem ist die erste Jochdicke 32 des ersten Statorjoches 29 gezeigt. In der Zeichnung ist jeweils nur ein Statorzahn und eine elektrische Wicklung der guten Übersichtlichkeit wegen referenziert. Ferner ist ein zweites Statorjoch 17 mit einer zweiten Jochdicke 33 gezeigt. Wie in den vorangegangenen Zeichnungen erläutert wird dieses zweite Statorjoch 17 durch magnetische Anziehung an das erste Statoijoch 29 herangezogen und durch ein geeignetes Rückstellelement (nicht dargestellt), beispielsweise einen Federmechanismus, wieder vom ersten Statoijoch 29 entfernt. Um diese Anziehung des zweiten Statorjoches 17 zu ermöglichen, muss der magnetische Fluss in dem ersten Statorjoch 29 gestört werden. Andernfalls müsste das erste Statorjoch sehr dünn ausgeführt werden, was nachteilig hinsichtlich der mechanischen Struktur wäre. Über magnetische Flussbarrieren wird sich gestellt, dass es über das erste Statorjoch keinen vollständigen magnetischen Rückschluss gibt und somit magnetische Feldlinien auch zu dem zweiten Statorjoch 17 reichen und somit eine magnetische anziehenden Kraft auf das zweite Statoijoch 17 wirkt. Im einfachsten Fall sind solche magnetischen Flussbarrieren 30 als Bohrungen im ersten Statorjoch 29 ausgeführt. Idealerweise sind diese zwischen den Wicklungen angeordnet. Andere Formen von Flussbarrieren sind ebenfalls möglich. Fig. 6 shows further details of a possible embodiment schematically. The rotor 15 with the rotor yoke 16 can be seen, as well as the permanent magnets 24 integrated in the rotor. The stator 13 and, as part of it, the stator teeth 27, the windings 28 around the stator teeth 28 and the first stator yoke 29 can also be seen. The first yoke thickness 32 of the first stator yoke 29 is also shown. In the drawing, only one stator tooth and one electrical winding are referenced for the sake of clarity. A second stator yoke 17 with a second yoke thickness 33 is also shown. As explained in the previous drawings, this second stator yoke 17 is attracted to the first stator yoke 29 by magnetic attraction and is removed from the first stator yoke 29 again by a suitable return element (not shown), for example a spring mechanism. In order to enable this attraction of the second stator yoke 17, the magnetic flux in the first stator yoke 29 must be disrupted. Otherwise, the first stator yoke would have to be made very thin, which would be disadvantageous in terms of the mechanical structure. Magnetic flux barriers ensure that there is no complete magnetic return via the first stator yoke and thus magnetic field lines also reach the second stator yoke 17 and thus a magnetic attractive force acts on the second stator yoke 17. In the simplest case, such magnetic flux barriers 30 are designed as holes in the first stator yoke 29. Ideally, these are arranged between the windings. Other forms of flux barriers are also possible.

Claims

Patentansprüche: Patent claims: 1. Elektrische Axialfluss-Maschine mit mindestens einem scheibenförmigen Stator mit einem Statorjoch, und mit mindestens einem, gegenüber dem Stator um eine Achse drehbar gelagertem und in axialer Richtung neben dem Stator angeordneten zur Erzeugung eines magnetischen Flusses mit Permanentmagneten bestückten Rotor, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorjoch zweiteilig ausgeführt ist und ein erstes gegenüber dem Rotor axial feststehend gelagertes erstes Statorjochelement aufweist, wobei das erste Statorjochelement einen oder mehrere Statorzähne sowie elektrische Wicklungen um die Statorzähne aufweist, und ein zweites gegenüber dem ersten feststehenden Statorjochelement beweglich gelagertes zweites Statorjochelement aufweist, wobei das erste Statorjochelement und das zweite Statorjochelement axial benachbart angeordnet sind, und sich zwischen dem ersten und dem zweiten Statoijochelement ein Luftspalt variabler Größe befindet, wobei das zweite Statoijochelement relativ zum ersten Statorjochelement weiter entfernt zum Rotor angeordnet ist, sowie ein Rückstellelement zur Rückstellung des zweiten beweglich gelagerten Statorjochelementes vorgesehen ist, wobei das zweite Statoijochelement durch eine Magnetkraft des ersten Statorjochelements in axialer Richtung von einer Ausgangsposition weg- und über das Rückstellelement in die Ausgangsposition rückbewegbar ist. 1. Electric axial flux machine with at least one disk-shaped stator with a stator yoke, and with at least one rotor that is mounted so as to be rotatable about an axis relative to the stator and is arranged in the axial direction next to the stator and is equipped with permanent magnets to generate a magnetic flux, characterized in that the stator yoke is designed in two parts and has a first stator yoke element that is mounted axially fixed relative to the rotor, the first stator yoke element having one or more stator teeth and electrical windings around the stator teeth, and a second stator yoke element that is movably mounted relative to the first fixed stator yoke element, the first stator yoke element and the second stator yoke element being arranged axially adjacent, and there is an air gap of variable size between the first and the second stator yoke element, the second stator yoke element being arranged further away from the rotor relative to the first stator yoke element, and a reset element is provided for resetting the second movably mounted stator yoke element. wherein the second stator yoke element can be moved away from an initial position in the axial direction by a magnetic force of the first stator yoke element and can be moved back into the initial position via the return element. 2. Elektrische Axialfluss-Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Statorjochelement so gestaltet ist, dass im bestromten Zustand der Wicklungen der Axialflussmaschine eine resultierende axiale Kraft auf das zweite Statoijochelement wirkt, so dass dieses von der Ausgangsposition in eine Endposition auslenkbar ist. 2. Electric axial flux machine according to claim 1, characterized in that the first stator yoke element is designed such that in the energized state of the windings of the axial flux machine a resulting axial force acts on the second stator yoke element so that the latter can be deflected from the starting position into an end position. 3. Elektrische Axialfluss-Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Statorjochelement einen Rückschluss aufweist und im Bereich des Rückschlusses zwischen den Statorzähnen geeignete Flussbarrieren zur Störung des magnetischen Flusses vorgesehen sind. 3. Electric axial flux machine according to claim 1 or 2, characterized in that the first stator yoke element has a return path and suitable flux barriers for disturbing the magnetic flux are provided in the region of the return path between the stator teeth. 4. Elektrische Axialfluss-Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussbarrieren zumindest teilweise durch Ausnehmungen, beispielsweise Bohrungen, gebildet werden. 4. Electric axial flux machine according to claim 3, characterized in that the flux barriers are at least partially formed by recesses, for example bores. 5. Elektrische Axialfluss-Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsposition des zweiten Statorjochelementes einen größeren axialen Abstand des zweiten Statorjochelementes von dem ersten Statoijochelement aufweist als die Endposition. 5. Electric axial flux machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the starting position of the second stator yoke element has a greater axial distance of the second stator yoke element from the first stator yoke element than the end position. 6. Elektrische Axialfluss-Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement im Bereich des Luftspalts angeordnet ist. 6. Electric axial flux machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the restoring element is arranged in the region of the air gap. 7. Elektrische Axialfluss-Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement ein mechanisches Element, beispielsweise eine Feder, und/oder eine pneumatisches und/oder ein hydraulisches Element aufweist. 7. Electric axial flux machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the return element has a mechanical element, for example a spring, and/or a pneumatic and/or a hydraulic element. 8. Elektrische Axialfluss-Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein mechanischer Anschlag für das zweite Statoijochelement zur Begrenzung der Bewegung des zweiten Statorjochelemente in axialer Richtung relativ zum ersten Statorjochelement zur Definition der Ausgangsposition und/oder der Endposition vorgesehen ist/sind. 8. Electric axial flux machine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one mechanical stop is/are provided for the second stator yoke element for limiting the movement of the second stator yoke element in the axial direction relative to the first stator yoke element for defining the starting position and/or the end position. 9. Elektrische Axialfluss-Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückschluss des ersten Statoijochelements eine bestimmte erste Jochdicke aufweist, und wobei das zweite Statorjochelement eine bestimmte zweite Jochdicke aufweist, wobei die Auslegung der Magnetkraft, über die Auslegung der ersten Jochdicke des ersten Statorjochelements und über die zweite Jochdicke des zweiten Statorjochelements und die Größe des Luftspalts und, falls vorhanden über die Auslegung der Flussbarrieren geschieht, und die Auslegung des Rückstellelements so erfolgen, dass ein monostabiles Schaltverhalten entsteht. 9. Electric axial flux machine according to one of the preceding claims, characterized in that the return of the first stator yoke element has a certain first yoke thickness, and wherein the second stator yoke element has a certain second yoke thickness, wherein the design of the magnetic force is done via the design of the first yoke thickness of the first stator yoke element and via the second yoke thickness of the second stator yoke element and the size of the air gap and, if present, via the design of the flux barriers, and the design of the reset element is done in such a way that a monostable switching behavior arises. 10. Elektrische Axialfluss-Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückschluss des ersten Statoijochelements eine bestimmte erste Jochdicke aufweist, und wobei das zweite Statorjochelement eine bestimmte zweite Jochdicke aufweist, wobei die Auslegung der Magnetkraft, über die Auslegung der ersten Jochdicke des ersten Statorjochelements und über die zweite Jochdicke des zweiten Statorjochelements und die Größe des Luftspalts und, falls vorhanden, über die Auslegung der Flussbarrieren geschieht, und die Auslegung des Rückstellelements so erfolgen, dass ein bistabiles Schaltverhalten entsteht. 10. Electric axial flux machine according to one of the preceding claims, characterized in that the return of the first stator yoke element has a certain first yoke thickness, and wherein the second stator yoke element has a certain second yoke thickness, wherein the design of the magnetic force is done via the design of the first yoke thickness of the first stator yoke element and via the second yoke thickness of the second stator yoke element and the size of the air gap and, if present, via the design of the flux barriers, and the design of the reset element is done in such a way that a bistable switching behavior arises. 11. Elektrische Axialfluss-Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Statorjochelement zumindest teilweise aus Elektroblech und/oder SMC gefertigt ist. 11. Electric axial flux machine according to one of the preceding claims, characterized in that the first and/or the second stator yoke element is at least partially made of electrical sheet and/or SMC. 12. Elektrische Axialfluss-Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor ein Rotorjoch aufweist. 12. Electric axial flux machine according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor has a rotor yoke. 13. Elektrische Axialfluss-Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Stator abgewandten Seite des Rotors in axialer Richtung ein vom Rotor axial beabstandetes Rückschlusselement vorgesehen ist. 13. Electric axial flux machine according to one of the preceding claims, characterized in that a return element axially spaced from the rotor is provided on the side of the rotor facing away from the stator in the axial direction. 14. Elektrische Axialfluss-Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Statoijochelement als mechanischer Aktuator Teil einer antriebstechnischen Vorrichtung ist. 14. Electric axial flux machine according to one of the preceding claims, characterized in that the second static yoke element is part of a drive device as a mechanical actuator. 15. Elektrische Axialfluss-Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich axial benachbart zum zweiten Statoijochelement ein Aktuationselement befindet, das durch die Bewegung des zweiten Statorjochelement aktuiert wird. 15. Electric axial flux machine according to one of the preceding claims, characterized in that an actuation element is located axially adjacent to the second stator yoke element, which is actuated by the movement of the second stator yoke element. ERSATZBLATT (REGEL 26) Flg.3 REPLACEMENT BLADE (RULE 26) Flg.3 ERSATZBLATT (REGEL 26) REPLACEMENT BLADE (RULE 26)
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